汽车理论-名词解释

精品文档 1欢迎下载 第一章第一章 汽车的动力性汽车的动力性 1 1 汽车动力性指标汽车动力性指标 最高车速 加速时间 最大爬坡度 2 2 加速时间表示加速能力 加速时间表示加速能力 原地起步加速时间和超车加速时间 3 3 驱动力 驱动力 地面驱动轮的反作用力 F Ft t T Tt t r T r Ttq tqi ig gi io o T T r r 4 驱动轮的转矩 T Tt t T Ttqtqi ig gi io o T T 5 5 发动机转矩特性 发动机转矩特性 节气门全开 发动机外特性曲线 节气门部分开启 部分负荷特性 6 6 功率功率 Pe Ttq n 9550 7 7 使用外特性曲线 使用外特性曲线 带上全部设备时的发动机特性曲线 8 8 传动系功率损失传动系功率损失 机械和液力损失 9 9 自由半径 自由半径 车轮处于无载时的半径 10 10 静力半径静力半径 RsRs 汽车静止时 车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离 11 11 滚动半径滚动半径 rrrr 车轮几何中心到速度瞬心的距离 12 12 驱动力图 驱动力图 根据下列两个公式 Ua 0 377nr iUa 0 377nr ig gi io o F Ft t T Tt t r T r Ttq tqi ig gi io o T T r r 以及发动机外特 性曲线 做出的Ft ua 关系图 即驱动力图 13 13 滚动阻力滚动阻力 FfFf 产生的原因产生的原因 轮胎 主要 路面变形产生迟滞损失 14 14 轮胎的迟滞损失 轮胎的迟滞损失 轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回 一部分 能量消耗在轮胎内部摩擦损失上 产生热量 这种损失称为轮胎的迟滞损失 15 15 滚动阻力系数滚动阻力系数 f f 车轮在一定条件下滚动时所需之推力与车轮负荷之比 即单位车重所 需的推力 Ft Wf 16 16 影响滚动阻力的因素影响滚动阻力的因素 车速 轮胎结构 气压 路面条件 驱动力 转向 17 17 地面切向反作用力地面切向反作用力 FxFx 是真正作用在驱动轮上的驱动汽车行驶的力 它的数值为驱动 力减去驱动轮上的滚动阻力 18 18 临界车速 临界车速 超过后产生驻波现象 轮胎温度快速增加 大量发热导致轮胎破损或爆胎 19 19 驻波现象 驻波现象 在高速行驶时 轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复 其残余 变形形成了一种波 2020 子午线轮胎比斜交轮胎的滚动阻力小子午线轮胎比斜交轮胎的滚动阻力小 20 20 3030 21 21 气压 气压 越高 轮胎变形及由其产生的迟滞损失就越小 滚动阻力也越小 22 22 驱动力驱动力 Ft 增大 胎面滑移增加 Ff 增大 23 23 转向转向 离心力 前 后轮产生侧偏力 侧偏力沿行驶方向产生分力 滚动阻力增加 24 24 空气阻力 空气阻力 压力 占主要 摩擦阻力 空气阻力Fw 的计算 F FW W 1 2 1 2 C CD D A A u u r r2 2 CD 空气阻力系数 A 迎风面积 u r 相对速度 空气密度 1 2258 25 25 压力阻力 压力阻力 形状 主要 干扰 内循环 诱导阻力 26 26 压力阻力 压力阻力 作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方向上的分力 27 27 空气升力 空气升力 由于流经车顶的气流速度大于流经车底的气流速度 使得车底的空气压力大 于车顶 从而空气作用在车身上的垂直方向的压力形成压差 这就是空气升力 28 28 摩擦阻力 摩擦阻力 空气粘性作用在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向的分力 29 29 减小空气阻力系数 减小空气阻力系数 1 车身前部 发动机盖应向前下倾 面与面交接处的棱角应为圆 柱状 风窗玻璃应尽可能 躺平 且与车顶圆滑过渡 尽量减少灯 后视镜和门把手等凸 出物 上掀式前照灯 在保险杠下面 应安装合适的扰流板 车轮盖应与轮胎相平 2 整 车 整个车身应向前倾 1 2 水平投影应为腰鼓形 后端稍稍收缩 前端呈半圆形 3 汽车后部 最好采用舱背式或直背式 应安装后扰流板 若用折背式 则行李箱盖板至 地面距离应高些 长度要短些 后面应采用鸭尾式结构 4 车身底部 所有零件应在车身 下平面内且较平整 最好有平滑的盖板盖住底部 5 发动机冷却通风系统 仔细选择进风 口与出风口的位置 精心设计内部风道 6 货车和半挂车的空气阻力也很重要 不少货车 精品文档 2欢迎下载 驾驶室上已装用导流板等装置 以减小空气阻力 节省燃油 30 30 坡度阻力坡度阻力 FiFi 汽车重力沿坡道的分力 Fi Gsina 31 31 道路阻力 道路阻力 滚动阻力和坡度阻力之和 F Gf Gi G 道路阻力系数 f i f i 32 32 加速阻力 加速阻力 汽车加速行驶时 克服其质量加速运动时的惯性力 平移质量的惯性力 旋 转质量的惯性力偶矩 Fj mdu dt 旋转质量换算系数 Iw 车轮转动惯量 If 飞轮转动惯量 34 34 汽车行驶方程式 汽车行驶方程式 Ft Fw Ff Fi Fj 35 35 驱动力驱动力 行驶阻力图 行驶阻力图 在驱动力图的基础上 画出Ff Fw f ua 就是驱动力行驶阻力平 衡图 36 36 确定最高车确定最高车去 Umax Fi 0 Fj j 0 Ft t Ff f Fw w 37 37 确定加速时间确定加速时间 t Fi 0Fi 0 d du u d dt t 1 1 m Fm Ft t F Ff f F Fw w d dt t du du a a t At A 38 38 确定最大爬坡度确定最大爬坡度 imaximax du dt 0du dt 0 F Ft t F Ff f F Fw w Gsina Ttqigio t r Gfcosa CGsina Ttqigio t r Gfcosa CD DAUaAUa2 2 21 15 21 15 a arcsin Ft a arcsin Ft F Ff f F Fw w G G 动力特性图 动力特性图 横坐标是速度 纵坐标是动力因数 D 39 39 动力因数动力因数 D F Ft t F Fw w F Ff f F Fi i F Fj j Ft Ft Fw G Fw G du gdt du gdt D D Ft Ft Fw GFw G 计算最高车速 计算最高车速 du dt 0 i 0 D f 计算最高爬坡度 计算最高爬坡度 du dt 0 i D f 挡工作时 爬坡 度较大 此时以 imaximax D1maxD1max f f 计算的误差也较大 可以用下式计算 D1D1man man fcosa fcosamax max sin sinamax amax cosa cosamax max 根号 根号 1 sin1 sin2 2a amax max a amax max arcsin D1 arcsin D1max max f f 根号 根号 1 D1 D2 21 1max max f f2 2 1 f 1 f2 2 40 40 附着力 附着力 地面对轮胎切向反作用力的极限值 最大值 Fxman F FZ FZ 地面作用在车 轮上的法向反作用力 41 41 附着条件 附着条件 地面作用在驱动轮上的切向反力小于驱动轮的附着力 T Tt t T Tf2 f2 r F r FX2 X2 F FZ2 Z2 42 42 附着率附着率 C C 由附着条件可得 后轮驱动 F FX2 X2 F FZ2Z2 C 2 后轮驱动汽车驱动轮的 附着率 C C 2 2 前轮驱动 F FX1 X1 F FZ1Z1 C C 1 1 前轮驱动汽车驱动轮的附着率 C C 1 1 43 43 附着率越小或路面附着系数越大 附着条件越容易满足附着率越小或路面附着系数越大 附着条件越容易满足 44 44 汽车的附着力决定于附着系数以及地面作用于驱动轮的法向反作用力汽车的附着力决定于附着系数以及地面作用于驱动轮的法向反作用力 45 45 法向反作用力是由四个部分组成 法向反作用力是由四个部分组成 静态轴荷的法向反作用力 动态分量 空气升力 滚 动阻力偶矩产生的部分 46 46 附着率 附着率 汽车直线行驶状况下 充分发挥动力作用要求的最低附着系数 4747 随着车速的增加 后轮的法向反作用力下降 而切向反作用力则按车速的平方关系增大 因此 附着率 随车速的提高而急剧增大 附着条件不易满足 4848 活塞式内燃机的后备功率较小 如果不匹配变速器 所能产生的驱动力也很小 49 49 当变速器的挡数无限增多 即采用无级变速器 且无级变速器的机械效率等于分级式变 速器时 活塞式内燃机就可能总在最大功率下工作 即具有与等功率发动机汽车同样的动 力性 50 50 变矩比变矩比 K K 涡轮输出转矩T TT T与泵轮输入转矩T TP P之比即为变矩比 51 51 变矩器速比变矩器速比 i i 涡轮转速 n nt t与泵轮转速 n np p之比为变矩器速比 52 52 效率效率 输出功率与输入功率之比为变矩器效率 53 泵轮转矩系数 P P P 是泵轮转矩式中的比例常数 T TP P P P gDgD5 5n np p2 2 工作油的密 度 D变矩器的有效直径 54 54 非透过性的变矩器 非透过性的变矩器 在任何速比下 泵轮转矩系数 P 维持不变的液力变矩器 只要 精品文档 3欢迎下载 节气门不变 发动机的转速 也是泵轮的转速 始终保持不变 55 55 透过性的变矩器 透过性的变矩器 泵轮转矩系数 P 随速比的变化而变化的液力变矩器 转矩系数随 速比而变化 发动机的转速 也是泵轮的转速 也随之变化 此时即便节气门不变 发动 机的工作转速和转矩也会发生变化 56 56 透过度透过度 p p P P T TPo Po T TPcPc Po Po Pc Pc 57 在任何车速下都能发出最大功率 无级变速器的传动比应随车速按下式规律变化 ig 0 377rnT ioig 58 换挡时刻是由节气门开度与行驶车速两个参数决定的 第二章第二章 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性 1 1 车的燃油经济性 车的燃油经济性 在保证动力性的前提下 汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力 2 2 油经济性的评价指标油经济性的评价指标 一定运行工况下 汽车行驶百公里的燃油消耗量 一定燃油量 能使汽车行驶的里程 3 3 燃油消耗量的小结 燃油消耗量的小结 排量大的车 油耗高 自重大的车 油耗高 城市油耗高于公路油 耗 自动挡汽车的油耗高于手动挡汽车的油耗 4 4 等速行驶燃油消耗量计算 等速行驶燃油消耗量计算 Q Qt t P Pe e b 367 1b 367 1 g g P Pe e 1 1 T T P Pf f P Pw w 和由Ua和 Pe在万有特 性图上可求燃油消耗率b 5 等速行驶 s 行程时 燃油消耗量 Q Qt t Qt 3 6s Ua Pe bs 102 Ua g 6 6 折算成等速百公里燃油消耗量折算成等速百公里燃油消耗量 Qs Pe b100 102 Ua g Pe b 1 02 Ua g 7 7 整个循环工况的百公里燃油消耗量 整个循环工况的百公里燃油消耗量 Qs Q s 100 8 8 影响燃油经济性的因素 燃油消耗率影响燃油经济性的因素 燃油消耗率 b b 与发动机负荷率有关 行驶中消耗的发动机功行驶中消耗的发动机功 率率 Pe Pe与总行驶阻力 F 成正比 降低汽车重量 G 可以降低 Ff 降低汽车 CDA 可以降低空气阻力 FW 减轻汽车质量 降低空气阻力有利于节省燃油 怠速油耗 附件怠速油耗 附件 油耗 制动能量损耗油耗 制动能量损耗 改进发动机设计 改善用车交通环境可以提高汽车的燃油经济性 9 9 影响燃油经济性的因素 影响燃油经济性的因素 一是使用方面 二是结构方面 10 10 使用方面 使用方面 行驶车速 档位选择 挂车的应用 正确的保养与调整 11 11 机构方面 机构方面 缩减轿车总尺寸和减轻质量 发动机 传动系 汽车外形与轮胎 12 12 行驶车速 行驶车速 汽车接近低俗的中等车速时燃油消耗量 Qs 最低 13 13 档位选择 档位选择 使用高挡可节省燃油 汽车起步加速过程中 从经济性角度出发要尽早换 入高挡 从动力性角度出发要用足低挡 14 14 挂车的应用 挂车的应用 拖带挂车后 虽然汽车总的燃油消耗量增加了 但 100t km 计的油耗却 下降了 汽车的质量利用系数增加了 装载质量 整车整备质量 15 15 正确的保养与调整 正确的保养与调整 汽车的调整与保养会影响到发动机的性能与汽车的行驶阻力 所 以对百公里油耗有相当的影响 1616 缩减轿车总尺寸和减轻质量 缩减轿车总尺寸和减轻质量 汽车越轻 油耗越低 柴油车的油耗明显低于汽油车 17 17 发动机 发动机 1 提高现有发动机的热效率和机械效率 热损失占化学能 65 左右 2 扩 大柴油发动机的应用范围 3 增压化 4 广泛采用电子计算机控制技术 18 18 传动系 挡位越多 油耗越低 传动系 挡位越多 油耗越低 传动系的档位增多后 增加了选用合适档位是发动机处 于经济工作状况的机会 有利于提高燃油经济性 19 19 汽车外形与轮胎 汽车外形与轮胎 外形 滚动阻力 轮胎种类 子午线轮胎的综合性能最好 20 电动汽车的类型 纯电动汽车 混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车电动汽车的类型 纯电动汽车 混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车 21 21 混合动力电动汽车的特点 混合动力电动汽车的特点 电动机与内燃机相比 具有清洁 安静 效率高的特点 同时它的转速 转矩控制特性也比较灵活 电动机在低转速时具有恒转矩的特性 高速时 具有恒功率的特性 可以在转速 转矩曲线下的任何一点工作 混合动力电动汽车将电力 精品文档 4欢迎下载 驱动与传统的内燃机驱动相结合 充分发挥了二者的优势 可以从根本上解决现在纯电动 汽车动力性能差和续驶里程短的问题 22 22 混合动力电动汽车与纯电动汽车相比 其主要优势如下 混合动力电动汽车与纯电动汽车相比 其主要优势如下 1 电池容量大为减少 降低 了整车质量 有利于提高汽车动力性 2 采用辅助动力驱动 打破了纯电动汽车续驶里程 短的限制 长途行驶能力可与传统汽车相媲美 3 大大提高了燃油经济性 还可以以纯电 动方式工作 成为零排放汽车 4 空调系统等附件由内燃机直接驱动 有充分的能源供应 保证了汽车的乘坐舒适性 5 辅助动力可以向储能装置提供能量 保证混合动力电动汽车 无需停车充电 不需要进行专用充电设施的建设 6 电池组在使用过程中是浅充浅放 可 以延长电池的使用寿命 23 23 混合动力电动汽车的结构 混合动力电动汽车的结构 根据动力源的数量以及动力系统结构形式的不同 可以分为 串联式 并联式和混联式 24 24 混合动力电动汽车的节油原理 混合动力电动汽车的节油原理 为了满足急加速 以很高车速行驶行驶与快速上坡对 驱动功率的要求 传统的内燃机汽车所配备的发动机功率往往相当很大 在汽车停车等 候或低速滑行的等工况下关闭内燃机 几月燃油 利用发电机回收部分制动能量 2525 能量管理策略 能量管理策略 电动机辅助控制和优化 ICE 曲线控制策略 2626 设定目标如下 设定目标如下 1 使燃油经济性最优 2 使排放最低 3 使驱动系统的成本最小化 4 维持或提高整车的各项性能 27 27 电动机自带减速器 速比电动机自带减速器 速比 imim 2 93 2 93 电动机的最高转速为 电动机的最高转速为 7200r min7200r min 28 28 动力性试验对试验环境的要求 我国 动力性试验对试验环境的要求 我国 1 路面平整 干燥 清洁 纵向坡度在 0 1 之内 2 大气温度在 0 40 之间 风速不大于 3m s 3 汽车满载 4 轮胎充气压力 符合技术要求 29 29 路上试验 路上试验 最高车速测试 加速时间的测试 爬坡度的测试 滚动阻力和空气阻力的测 试 路上燃油经济性试验 30 30 最高车速测试 最高车速测试 汽车以最高车速行经一定距离路段 我国规定 200m 所需的时间来求 得 31 31 加速时间的测试 加速时间的测试 汽车以常用起步挡起步 按最佳换挡时刻逐次换至高挡 节气门处于 最大开度 全力加速至 0 8uamax 的加速时间 或用原地起步加速至 100km h 所需时间来表 示汽车加速性能 32 32 爬坡度的测试 爬坡度的测试 爬坡时 接合变速器最低挡 节气门全开 所能通过最陡坡道的坡度便 是最大爬坡度 33 33 坡道要求 坡道要求 应有一系列不同坡度的坡道 坡道长度不小于 25m 小于 30 的坡道可用沥 青铺装 大于 30 的坡道应为水泥路面 34 34 滚动阻力和空气阻力的测试 滚动阻力和空气阻力的测试 通过路上滑行试验求得 滑行时用五轮仪等测速仪器记 录滑行过程的 u t 曲线 35 35 路上燃油经济性试验 路上燃油经济性试验 试验路段路面良好 平直 长度为 500m 或 1000m 汽车挂常用 挡 一般为最高挡 以 20km h 30km h 等 10km h 的整数倍车速等速驶过测量路段 利用 燃油流量计与秒表测出通过该路段的油耗与时间 计算相应的百公里油耗与实际平均车速 得到等速百公里油耗与车速的关系曲线 36 36 室内试验 转鼓试验台 室内试验 转鼓试验台 多工况燃油消耗与排放试验 速百公里油耗试验 加速性能 试验 第三章第三章 汽车动力装置参数的选择汽车动力装置参数的选择 1 1 汽车动力装置参数是 汽车动力装置参数是 发动机的功率 传动系的传动比 2 2 发动机功率的选择 发动机功率的选择 由uamax 确定 由比功率确定 3 3 由由u ua amax max确定 确定 精品文档 5欢迎下载 P Pe e 1 GfU 1 GfUamax amax 3600 C 3600 CD DAUAU3 3amax amax 76410 Fi 0 Fj 0 76410 Fi 0 Fj 0 4 4 比功率 比功率 单位汽车总质量具有的发动机功率 单位 kW t 比功率 1000 1000 P Pe e m fgUm fgUamax amax 3 6 3 6 T T C CD DAUAU3 3amax amax 76 41m 76 41m T T 5 货车的比功率随总质量增大而减小 6 6 最小传动比与动力性和燃油经济性的关系 最小传动比与动力性和燃油经济性的关系 1 最高车速 Up 发动机最大功率对应的车 速 2 后备功率 发动机功率利用率越高 燃油经济性越好 7 7 最小传动比与驾驶性能 最小传动比与驾驶性能 最小传动比过小 汽车在重负荷下工作 加速性不好 出现噪 声和振动 最小传动比过大 燃油经济性差 发动机高速运转的噪声大 8 8 驾驶性能 驾驶性能 是指加速性 动力装置的转矩响应 噪声和振动 9 9 大排量发动机提供较大 较快 较平稳的转矩响应 10 10 前置前驱动传动系转矩响应较前置后驱动好 前置前驱动传动系转矩响应较前置后驱动好 11 11 传动系最大传动比传动系最大传动比 i itmax tmax 是变速器 1 挡传动比 ig1与主减速器传动比 io的乘积 12 12 确定最大传动比时 要考虑三方面的问题 确定最大传动比时 要考虑三方面的问题 最大爬坡度 最低稳定车速和附着率 13 13 若最低车速为若最低车速为 U Uamin amin 则传动系的最大传动比为 则传动系的最大传动比为 i itmax tmax 0 377n 0 377nmin min u uamin amin 14 14 挡位数多 对汽车动力性和燃油经济性都有利 挡位数多 对汽车动力性和燃油经济性都有利 15 15 动力性动力性 挡位数多 增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会 提高了汽车的加速 和爬坡能力 16 16 燃油经济性燃油经济性 挡位数多 增加了发动机在低燃油消耗率转速区工作的可能性 降低了油 耗 17 17 比功率大比功率大 挡位数少 阻力靠后备功率克服 挡位数少 阻力靠后备功率克服 比功率小 比功率小 挡位数多 阻力靠变换挡挡位数多 阻力靠变换挡 位克服 位克服 重型货车和越野汽车使用中 载质量变化大 路面条件复杂 itmax itmin大 挡 数较多 18 18 按等级分配传动比的主要目的按等级分配传动比的主要目的还在于充分利用发动机提供的功率 提高发动机的动力性 第四章第四章 汽车的制动性汽车的制动性 1 1 汽车的制动性 汽车的制动性 车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持 一定车速的能力 制动性是汽车主动安全性的重要评价指标制动性是汽车主动安全性的重要评价指标 2 2 制动性的评价指标 制动性的评价指标 制动效能 制动距离与制动减速度 制动效能恒定性 制动时的方 向稳定性 3 3 制动效能 制动效能 是指在良好路面上 汽车以一定初速制动到停车的制动距离或制动时汽车的 减速度 4 4 抗热衰退性 抗热衰退性 汽车高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度 5 5 影响制动距离因素 影响制动距离因素 路面条件 载荷条件 制动初速度 6 6 方向稳定性 方向稳定性 在制动中不发生跑偏 侧滑或失去转向能力的性能 7 7 地面制动力 地面制动力 由制动力矩所引起的 地面作用在车轮上的切向力 8 8 地面制动力取决于两个摩擦副的摩擦力 地面制动力取决于两个摩擦副的摩擦力 制动器内制动摩擦片与制动鼓或制动盘间的摩 擦力 轮胎与地面间的摩擦力 附着力 9 9 制动器制动力制动器制动力 F F 在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的切向力 F 取决于制动器的 类型 结构尺寸 制动器摩擦副的摩擦因数及车轮半径 并与踏板力成正比 10 10 汽车的地面制动力 汽车的地面制动力 首先取决于制动器制动力 但同时有受地面的附着条件的限制 11 11 滑动率滑动率 s UW rro W s UW rro W UWUW 车轮接地处的滑动速度与车轮中心运动速度的比值 滑动滑动 率的数值说明了车轮运动中滑动成分所占的比例率的数值说明了车轮运动中滑动成分所占的比例 12 12 制动力系数制动力系数 b b 地面制动力与作用在车轮上的垂直载荷的比值 13 13 侧向力系数侧向力系数 1 1 地面作用于车轮的侧向力与车轮垂直载荷之比 精品文档 6欢迎下载 14 14 峰峰 p p 值附着系数 值附着系数 一般出现在 s 0 15 0 3 15 15 附着系数的数值 附着系数的数值 取决于道路的材料 路面状况与轮胎结构 胎面花纹 材料以及汽车 运动的速度 16 ABS16 ABS 将制动时的滑动率控制在将制动时的滑动率控制在 15 15 20 20 之间 优点 之间 优点 1 制动力系数大 地面制动力大 制动距离短 2 侧向力系数大 地面可作用于车轮的侧向力大 方向稳定性好 3 减轻 轮胎磨损 17 17 影响制动力系数因素影响制动力系数因素 路面 车速 轮胎结构 胎面花纹 18 18 滑水现象 滑水现象 在某一车速下 在胎面下的动水压力的升力等于垂直载荷时 轮胎完全漂浮 在水膜上面而与路面好不接触的现象 19 19 评定制动效能的指标 评定制动效能的指标 制动距离和制动减速度 20 20 影响制动距离的因素 影响制动距离的因素 制动踏板力 路面附着条件 车辆载荷 发动机是否结合等 21 21 制动的全过程包括 制动的全过程包括 驾驶员见到信号后做出行动反应 制动器起作用 持续制动和放松 制动器 2222 制动距离 是指制动器起作用和持续制动两个阶段汽车驶过的距离 制动距离 是指制动器起作用和持续制动两个阶段汽车驶过的距离 开始踩着制动踏 板到完全停车的距离 23 23 决定制动距离的主要因素是 决定制动距离的主要因素是 制动器起作用的时间 最大制动减速度即附着力和起始制 动车速 24 24 制动器的热衰退制动器的热衰退 制动器温度上升后 制动器产生的摩擦力矩常会有显著下降的现象 25 25 制动效能的恒定性制动效能的恒定性主要是指抗热衰退性 抗热衰退性与制动器摩擦副材料及制动器结构 有关 26 26 当温度超过制动液的沸点时会发生汽化现象 使制动器完全失效 当温度超过制动液的沸点时会发生汽化现象 使制动器完全失效 27 27 盘式制动器制动效能没有鼓式制动器大 一般盘式制动器常加装真空助力器以增大制动盘式制动器制动效能没有鼓式制动器大 一般盘式制动器常加装真空助力器以增大制动 效能 效能 但其稳定性好 但其稳定性好 28 28 水衰退 水衰退 当汽车涉水时 水进入制动器 短时间内制动效能的降低的现象 2929 摩擦副材料 摩擦副材料 制动鼓和制动盘用铸铁 摩擦片用无石棉或半金属材料 30 30 制动时汽车的方向的稳定性 制动时汽车的方向的稳定性 汽车在制动过程中维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力 31 方向稳定性主要是指制动跑偏 后轴侧滑 前轮失去转向能力 32 32 制动跑偏 制动跑偏 制动时汽车自动向左或向右偏驶 33 33 侧滑 侧滑 制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动 34 34 汽车的制动跑偏的原因 汽车的制动跑偏的原因 左右车轮制动力不相等 悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学 上不协调 35 前轴的不相等度不应大于 20 后轴的不应大于 24 36 36 试验的总结 试验的总结 1 制动过程中 如果只有前轮抱死或前轮先抱死拖滑 汽车基本上沿直 线向前行驶 汽车处于稳定状态 但丧失转向能力 2 若后轮比前轮提前一定时间先抱死 拖滑 且车速超过某一数值 汽车在轻微的侧向力作用下就会发生侧滑 路面越滑 制动 距离和制动时间越长 后轴侧滑越剧烈 37 37 制动过程的三种可能 制动过程的三种可能 1 1 前轮先抱死拖滑 然后后轮抱死拖滑 前轮先抱死拖滑 然后后轮抱死拖滑 稳定工况 但丧失转 向能力 附着条件没有充分利用 2 2 后轮先抱死拖滑 然后前轮抱死拖滑 后轮先抱死拖滑 然后前轮抱死拖滑 后轴可能出现 侧滑 不稳定工况 附着利用率低 3 3 前 后轮同时抱死拖滑 前 后轮同时抱死拖滑 可以避免后轴侧滑 附着 条件利用较好 38 38 前后轮同时抱死的条件 前后轮同时抱死的条件 在任何附着系数 的路面上 前 后轮制动器制动力之和等 于附着力 并且前 后轮制动器制动力分别等于各自的附着力 39 39 制动器制动力分配系数制动器制动力分配系数 前 后制动器制动力之比为固定值时 前轮制动器制动力 精品文档 7欢迎下载 与汽车总制动器制动力之比 40 40 同步附着系数 同步附着系数 使前 后车轮同时抱死的路面附着系数 41 41 制动过程分析得到的结论 制动过程分析得到的结论 1 当 o 时 线位于 I 曲线上方 后轮先抱死 3 当 o 时 线与 I 曲线相交 前 后轮同时抱死 4 只要 o 要使两轮都不抱死所得到的制动强度总是小于附着 系数 即 Z 42 42 利用附着系数 利用附着系数 对于一定的制动强度z 不发生车轮抱死所要求的最小路面附着系数 43 43 防抱制动装置防抱制动装置 ABS ABS 在制动过程中防止车轮被制动抱死 提高汽车的方向稳定性和转向 操纵能力 缩短制动距离的安全装置 44 44 高附着系数路面的制动试验基本条件 高附着系数路面的制动试验基本条件 试验路段应为干净 平整 坡度不大于 1 的硬 路面 路面附着系数不应小于 0 72 0 75 风速应小于 5m s 气温在 0 35 试验前汽车 应充分预热 以 0 8 0 9 uamax 行驶 1h 以上 45 45 试验仪器 试验仪器 路面试验需要第五轮仪 减速度计和压力传感器 第五章第五章 汽车的操纵稳定性汽车的操纵稳定性 1 1 汽车的操纵稳定性 汽车的操纵稳定性 是指在驾驶者不感到过分紧张 疲劳的情况下 汽车能遵循驾驶者 通过转向系统及转向车轮给定的方向行驶 且当遭遇外界干扰时 汽车能抵抗干扰而保持 稳定行驶的能力 2 2 汽车的操纵稳定性是汽车主动安全性的重要评价指标 汽车的操纵稳定性是汽车主动安全性的重要评价指标 3 3 时域响应与频域响应表征汽车的操纵稳定性能 时域响应与频域响应表征汽车的操纵稳定性能 4 4 转向盘输入有两种形式 转向盘输入有两种形式 角位移输入和力矩输入 5 5 外界干扰输入外界干扰输入主要指侧向风和路面不平产生的侧向力 6 6 操纵稳定性包含的内容 操纵稳定性包含的内容 1 转向盘角阶跃输入下的响应 2 横摆角速度频率响应特性 3 转向盘中间位置操纵稳定性 4 转向半径 5 转向轻便性 6 直线行驶性能 7 典型行驶工况性能 8 极限行驶能力 安全行驶 的极限性能 7 7 转向半径 转向半径 评价汽车机动灵活性的物理量 8 8 转向轻便性转向轻便性 评价转动转向盘轻便程度的特性 9 9 时域响应 时域响应 路面不平敏感性和侧向风敏感性 10 10 汽车汽车是由若干部件组成的一个物理系统 它是具有惯性 弹性 阻尼的等多动力学的特 点 所以它是一个多自由度动力学系统 11 11 车辆坐标系 车辆坐标系 x 轴平行于地面指向前方 前进速度 y 轴指向驾驶员的左侧 俯仰角速 度 z 轴通过质心指向上方 横摆角速度 12 12 汽车时域响应汽车时域响应可分为不随时间变化的稳态响应和随时间变化的瞬态响应 13 13 汽车转向特性的分为汽车转向特性的分为 不足转向 中性转向 过多转向 14 14 汽车的瞬态响应有如下特点 汽车的瞬态响应有如下特点 1 时间上的滞后 r1 r1 r0r0 100 100 称为超调量称为超调量 2 执行上的误差 3 横摆角速度的波动 4 进入稳态所经历的时间 15 15 汽车试验的两种评价方法 汽车试验的两种评价方法 客观评价法 通过仪器测出横摆角速度 侧向加速度 侧倾 角及转向力 和主观评价法 让试验评价人员根据试验时自己的感觉进行评价 16 16 轮胎坐标系 轮胎坐标系 x 轴车轮行驶方向 z 轴正回正力矩 y 轴正侧翻力矩 17 17 侧偏力侧偏力 FYFY 地面作用于车轮的侧向反作用力 FY ka k 为侧偏刚度 k0 K 值越大 横摆角速度增益 曲线越低 不足转向量越大 过多转向 K 0 33 33 临界车速越低 过多转向量越大 临界车速越低 过多转向量越大 34 34 汽车都应具有适度的不足转向特性 汽车都应具有适度的不足转向特性 原因 过多转向汽车达到临界车速时将失去稳定性 横摆角速度增益等于无穷大时 只要有微小的前轮转角便会产生极大的横摆角速度 这意 味着汽车的转向半径极小 汽车发生激转而侧滑或翻车 由于过多转向汽车有失去稳定性 的危险 故汽车都应具有适度的不足转向特性 35 35 表征稳态响应的参数 表征稳态响应的参数 1 前 后轮侧偏角绝对值之差 a a1 1 a a2 2 2 转向半径的比 R Ro 3 静态储备系数 S M 36 36 中性转向点 中性转向点 使车前 后轮产生同一侧的侧向力作用点 37 37 静态储备系数静态储备系数 S M S M 就是中性点至前轴距离 a 和汽车质心至前轴距离 a 之差 a a 与轴距 L 之比值 38 38 S M 0 具有中性转向特性 S M 为正 具有不足转向特性 S M 为负 具有过多转 向特性 39 39 正常的汽车都具有小阻尼的瞬态响应 正常的汽车都具有小阻尼的瞬态响应 40 以横摆角速度频率响应特性来表征汽车动态特性 41 41 表征响应品质好坏的表征响应品质好坏的 4 4 个瞬态响应的参数 个瞬态响应的参数 1 横摆角速度 r 波动的固有 圆 频率 0 2 阻尼比 3 反应时间 4 达到第一个峰值 r1 的时间 42 42 评价横摆角速度频率响应的五个参数 评价横摆角速度频率响应的五个参数 1 频率为零时的幅值比 即稳态增益 图中以 a 表示 共振峰频率 fr fr 值越高 操纵稳定性越好 共振时的增幅比 b a b a 应小一点 f 0 6 f 0 1Hz 时的相位滞后角 f 0 1 f 0 1这个数值应该接 近于零 43 43 影响轮胎侧偏角的因素 影响轮胎侧偏角的因素 1 前 后轴左 右两侧车轮的垂直载荷要发生变化 2 车轮 有外倾角 由于悬架导向杆系的运动及变形 外倾角将随之变化 3 车轮上有切向反作用 力 4 车身侧倾时悬架变形 悬架导向杆系和转向杆系将产生相应运动及变形 44 44 汽车侧偏角包括 汽车侧偏角包括 1 弹性侧偏角 FZ 变化和 的变化引起的侧偏角 的变化 2 侧倾转向角 车厢侧倾而导致前后轮转角的变化 3 变形转向角 悬架导向杆系变形引起 的车轮转角的变化 精品文档 9欢迎下载 45 45 轿车前侧倾中心高度在 0 14cm 之间 后侧倾中心高度在 0 40cm 之间 46 46 具有独立悬架具有独立悬架的汽车车厢做垂直位移时 在垂直放心上车厢收到的随位移而变化的力包 括 一个是弹簧直接作用于车厢的弹性力在垂直方向的分量 另一个是导向杆约束反力在 垂直方向上的分量 47 47 车厢侧倾角 车厢侧倾角 车厢在侧向力作用下绕侧轴线的转角 48 侧倾角的数值数值影响到汽车的横摆角速度稳态响应和横摆角速度瞬态响应 49 49 侧倾力矩主要由三个部分组成 侧倾力矩主要由三个部分组成 1 悬挂质量离心力引起的侧倾力矩 M r 2 侧倾 后 悬挂质量重力引起的侧倾力矩 M r 3 独立悬架中 非悬挂质量的离心力引起的 侧倾力矩 M r 50 车厢侧倾时 因悬架形式不同 车轮外倾角的变化有三种情况 保持不变 沿地面侧向 反作用力作用方向倾斜 沿地面侧向反作用力作用方向的相反方向倾斜 51 51 侧倾转向 侧倾转向 在侧向力作用下车厢发生侧倾 由车厢侧倾引起的前转向轮绕主销的转动 后轮绕垂直于地面轴线的转动 即车轮转向角的变动 52 52 变形转向角 变形转向角 悬架导向杆系各元件在各种力 力矩作用下发生的变形 引起车轮绕主 销或垂直于地面轴线的转动 称为变形转向 其转角叫做变形转向角 53 53 变形转向可以使汽车具有恰当的不足转向 变形转向可以使汽车具有恰当的不足转向 54 54 变形外倾 变形外倾 受到侧向力作用的独立悬架杆系的变形会引起车轮外倾角的变化 55 55 驾驶者通过转向盘控制前轮绕主销的转角 从而操纵汽车的运动方向 驾驶者通过转向盘控制前轮绕主销的转角 从而操纵汽车的运动方向 56 56 凭借转向盘的反作用力 将整车及轮胎的运动 受力状况反馈给驾驶者 以获得 路 感 57 57 转向盘的输入有两种方式 转向盘的输入有两种方式 角输入和力输入 58 58 转向盘力特性 转向盘力特性 转动转向盘时所需要的力随汽车运动状况而变化的规律 59 59 转向盘力特性决定于下列因素 转向盘力特性决定于下列因素 转向器角传动比及其变化规律 转向器效率 动力转向 器的转向盘操作力特性 转向杆系传动比 转向杆系效率 由悬架导向杆系决定的主销位 置 轮胎上的载荷 轮胎气压 轮胎力学特性 地面附着条件 转向盘转动惯量 转向柱 摩擦阻力以及汽车整体动力学特性等 60 60 主销位置几何参数主销位置几何参数 如主销内倾角 主销后倾角 主销拖距 接地面上主销偏置距 车 轮中心主销拖距等 对转向盘力特性 回正性能 直线行驶性等都有显著影响 61 61 汽车在原地 小半径弯道低速行驶时 要防止转向盘过于沉重 在高速行驶时 转向盘汽车在原地 小半径弯道低速行驶时 要防止转向盘过于沉重 在高速行驶时 转向盘 力不宜过小而应维持一定数值 以帮助驾驶者稳定驾驶 力不宜过小而应维持一定数值 以帮助驾驶者稳定驾驶 62 62 转向车轮干涉转向 转向车轮干涉转向 车厢侧倾时 如果非独立悬架汽车的转向系与悬架在运动学上关系 不协调 将引起转向车轮干涉转向的现象 63 63 侧倾干涉不足转向 侧倾干涉不足转向 当车辆向右转向时 车身向外倾斜 外侧板簧受压缩 车轮与车架 距离减小 使车轮向左转 增加了车辆的不足转向 这种现象称为侧倾干涉不足转向 64 64 转向系 角 刚度 转向系 角 刚度 在转向盘至转向车轮之间 包括转向器 转向杆系与转向器固定处 在内的刚度 称为转向系 角 刚度 转向系刚度低 前转向轮的变形转向角大 增加了 汽车的不足转向趋势 转向系刚度高 高速行驶时的 路感 较好 65 65 地面切向反作用力与地面切向反作用力与 不足 过多转向特性不足 过多转向特性 的关系 的关系 1 1 汽车在弯道上以大驱动力加 汽车在弯道上以大驱动力加 速行驶速行驶 2 随驱动力的增加 同一侧偏角下的侧偏力下降 3 前轮受半轴驱动转矩的影 响会产生不足变形转向 增加了前驱动汽车不足转向的趋势 4 随着驱动力的增加 轮胎 回正力矩通常也有所增加 这也增加了前轮驱动汽车的不足转向趋势 66 66 切向反作用控制可分为三种类型 切向反作用控制可分为三种类型 1 总切向反作用力控制 2 前 后轮间切向力分配 比例的控制 3 内 外侧车轮间切向力分配的控制 67 ABS67 ABS 就是总制动力控制 保证较佳的滑动率 提高制动时汽车的方向稳定性 就是总制动力控制 保证较佳的滑动率 提高制动时汽车的方向稳定性 精品文档 10欢迎下载 68 TCS68 TCS 是总驱动力控制 防止出现过大的滑转率 提高驱动时汽车的方向稳定性 是总驱动力控制 防止出现过大的滑转率 提高驱动时汽车的方向稳定性 69 69 防抱死制动系统 ABS 与驱动力控制系统 TCS 都是提高汽车操纵稳定性的电子控制 系统 70 70 改善汽车的操纵稳定性的电子控制系统 1 四轮转向系统 4WS 2 车辆稳定性控制 系统 VSC 或称 ESP 71 71 车辆稳定性控制系统 车辆稳定性控制系统 VSCVSC 或称或称 ESPESP 1 为了保持汽车的稳定性 当后轴要侧滑发生 激转时 应对车施加外侧的横摆力偶矩 2 当前轴要侧滑而使汽车驶离弯道时 应对汽车 施加适当大小向内侧的横摆力偶矩 使后轮的侧偏角达到最大侧偏力的角度 3 还应对汽 车施加纵向减速力 72 VSC72 VSC 系统的组成 系统的组成 1 用于向各个车轮施加制动的执行机构 2 用于控制驱动力的节气 门执行机构与节气门传感器 3 轮速传感器 4 横摆角速度传感器 5 侧向 纵向加速 度传感器 6 转向角传感器 7 制动主缸压力传感器 8 ECU 73 73 汽车侧翻 汽车侧翻 是指汽车在行驶过程中绕其纵轴线转动 90 或更大的角度 以至车身与地 面相接触的一种极其危险的侧向运动 74 74 汽车侧翻为两类 汽车侧翻为两类 曲线运动引起的侧翻和绊倒侧翻 75 75 刚性汽车的准静态侧翻 刚性汽车的准静态侧翻 刚性汽车 是指忽略汽车悬架及轮胎弹性变形 准静态 是指汽车的稳态转向 76 76 带悬架汽车的准静态侧翻 带悬架汽车的准静态侧翻 当汽车受到侧向力作用时 外侧轮胎产生弹性变形 从而轮 胎接地中心向内偏移 轮距B减小 使得侧翻阈值又减小约 5 77 77 汽车的瞬态侧翻 汽车的瞬态侧翻 由于超调量的影响 汽车的瞬态侧倾阈值比准静态时要小 超调量的 大小取决于侧倾阻尼 随着阻尼比的增加 侧倾阈值也增大 在侧向加速度正弦输入的情 况下 汽车侧倾响应取决于输入频率 输入频率等于侧倾共振频率时 侧倾阈值达到最小 78 78 汽车操纵稳定性的路上试验 汽车操纵稳定性的路上试验 低速行驶转向轻便性试验 稳态转向特性试验 瞬态横摆 响应试验 常用阶跃试验来测定汽车对转向盘转角输入时的瞬态响应 汽车回正能力试验 回正试验是表征和测定汽车从曲线行驶到直线行驶的过渡过程 是测定自由操纵力输入 的基本性能试验 转向盘角脉冲试验 常用转向盘角位移脉冲试验来确定汽车的频率特 性 第六章第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性 1 1 汽车平顺性 汽车平顺性 保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定舒适程度和保持货物 完好的性能 2 2 研究汽车的平顺性的原因 研究汽车的平顺性的原因 振动影响人的舒适性 工作效能 身体健康 影响货物的完 整性以及零部件的性能和寿命 3 3 平顺性研究的目的有效控制汽车振动系统的动态特性 平顺性研究的目的有效控制汽车振动系统的动态特性 4 4 频率 频率 垂直方向 4 12 5Hz 水平 0 5 2Hz 人体最敏感 5 5 作用方向 作用方向 人体对水平方向的振动比垂直方向更敏感 6 6 平顺性的评价基本方法 平顺性的评价基本方法 加权加速度均方根值 7 7 路面不平度函数 路面不平度函数 路面相对基准平面的高度 q 沿道路走向长度 I 的变化 q I 称 为路面不平度函数 用水准仪或路面计可以得到路面不平度函数 8 8 路面不平度的功率谱密度 路面不平度的功率谱密度 单位频带内的 功率 均方值 即为功率谱密度 9 9 车身质量有垂直 俯仰 侧倾车身质量有垂直 俯仰 侧倾 3 3 个自由度 个自由度 4 4 个车轮质量有个车轮质量有 4 4 个垂直自由度 整车共个垂直自由度 整车共 7 7 个自由度 个自由度 10 10 简化为平面模型 简化前后应满足以下三个条件 简化为平面模型 简化前后应满足以下三个条件 1 总质量保持不变 2 质心位置不 变 转动惯量保持不变 精品文档 11欢迎下载 11 11 输出 输入的幅值比是频率输出 输入的幅值比是频率 f f 的函数 称为幅频特性 的函数 称为幅频特性 相位差也是 f 的函数 称为相 频特性 两者统称为频率响应特性 12 12 采用软的轮胎对改善平顺性 尤其是提高车轮与地面间的附着性能有明显好处 采用软的轮胎对改善平顺性 尤其是提高车轮与地面间的附着性能有明显好处 13 13 被动悬架 被动悬架 弹簧刚度 K 和减振器阻尼系数 C 在设计时一旦选定后 使用过程中参数不 改变的悬架 14 14 被动悬架的缺点是 被动悬架的缺点是 当载荷 车速 路况等行驶状态变化时 悬架不能满足各种行驶状 态下对悬架性能较高要求 15 15 可控悬架的分类 可控悬架的分类 1 被动自适应悬架 2 半主动悬架 3 主动悬架 16 16 主动悬架 主动悬架 特点 车身和车轮之间的力和车身与车轮之间的相对运动独立 17 17 半主动悬架半主动悬架作动器与一个弹簧串联 如油气弹簧 再与一个减振器并联 系统在 5 6Hz 以下可实现有限带宽主动控制 高于此频率则控制阀不再响应 恢复为被动悬架 18 18 全主动悬架 全主动悬架 作动器带宽一般至少覆盖 0 15Hz 能有效跟踪力控制信号 为了减少能 量消耗 一般作动器与一个承受车身静载的弹簧并联 19 19 将人体视为单质量系统考虑 故简化为单自由度系统 将人体视为单质量系统考虑 故简化为单自由度系统 20 20 人体人体 座椅座椅 系统的参数选择 系统的参数选择 人体垂直方向最敏感的频率范围是 4 12Hz 21 21 人体人体 座椅座椅 系统的固有频率不能取得太小 否则与车身部分固有频率系统的固有频率不能取得太小 否则与车身部分固有频率 f0f0 重合 传重合 传 至人体的振动加速度会出现峰值 这对平顺性不利 至人体的振动加速度会出现峰值 这对平顺性不利 22 22 希望希望 人体人体 座椅座椅 系统的阻尼比达到系统的阻尼比达到 0 20 2 以上 以上 23 23 平顺性试验的主要内容 平顺性试验的主要内容 1 汽车悬挂